船舶平面分段车间生产计划的仿真优化技术研究(附件)【字数：18978】
摘 要摘 要船舶行业是反应一个国家工业硬实力十分重要的一个部分。因为造船是一个非常复杂和繁琐的过程，是一个多参数，多约束，多目标的一项工程。中国的船舶行业在全世界中正占据着越来越重要的地位，中国正在逐渐成为全球造船中心。但是管理模式落后，生产过程计划不合理，过于依赖经验也在制约着我国的船舶行业的今后发展。在船体中，平面分段是很重要的一个部分。因此，运用仿真技术对船厂中平面分段车间生产计划进行优化调整具有十分重要的意义。本文借助Plant-simulation仿真软件，以船厂里的船舶平面分段车间为研究对象，模拟平面分段车间的生产过程，对生产计划做到合理的规划和调度，尽可能做到合理的分配生产资源，在生产过程中尽可能提高生产效率，提高船厂自身竞争力。具体研究的工作为以下几个方面首先，选择某家船厂为目标，对其平面分段车间进行调研，同时搜集国内外有关平面分段车间生产的资料，认识现代造船模式和流程，分析最新发展的趋势和遇到的问题。通过运用仿真软件Plant-simulation，对平面分段车间里的流水线进行仿真分析并建立相应的模型。然后，确定模型中的各项参数，导入并运行模拟整个生产过程，同时验证模型的可行性。最后，对运行结果进行分析，对如何优化平面分段车间生产计划进行探讨，并研究动态调整生产计划技术，得出研究的结果。关键词平面分段 生产计划 仿真优化 Plant-simulation
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外仿真优化技术研究现状及存在的问题 1
1.2.1 国外系统仿真方法研究 1
1.2.2 国内系统仿真方法研究 2
1.3 仿真软件及语言的发展状况 3
1.4 造船生产计划现状和发展趋势 3
1.5 主要研究内容 4
1.6 本章小结 4
第二章 平面分段及流水线 5
2.1 平面分段 5
2.2 平面分段流水线 6
2.2.1 平面分段流水线的发展情况和现状 6
2.2.2 平面分段流水线的两大流派 8
2.2.3 平面分段流水线的配置和组成 8
2.2.4平面分段流水线工艺方法 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
10
第三章 平面分段流水线仿真建模 13
3.1计算机仿真技术 13
3.2 Plantsimulation仿真软件介绍 13
3.2.1离散系统仿真 14
3.2.2 Plantsimulation软件 14
3.2.3 Plantsimulation软件功能特点 15
3.2.4 Plantsimulation软件典型应用 17
3.2.5Plantsimulation软件模块 17
第四章 基于船舶平面分段车间生产计划的仿真优化实例 19
4.1建立初始模型 19
4.2运行模型结果分析 22
4.3 仿真模型优化研究 22
第五章 结论与展望 28
5.1结论 28
5.2展望 28
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
在社会飞速进步和发展的21世纪，遭遇了金融危机，我国船舶行业直面挑战，顶住了巨大的压力，化挑战为机遇，众志成城，互相帮助，取得的成绩有目共睹。但是，中国的船舶行业在数字化，工业化和信息化等方面与国外之间还存在着不小的差距。我国船厂目前大多是动用了很多人力物力，对于生产过程中的细节没有过多重视。比如，船厂的管理模式落后，生产计划不合理，一旦出现大的变动，将对整个生产进度产生很大的影响，甚至导致误工误期，船舶中间产品在生产期间往往会出现生产等待、产品积压等现象，导致生产线上的许多问题，这对船舶行业未来的发展十分不利。仿真技术的出现给船厂带来了新的发展方向。本课题的主要目的是研究基于船舶平面分段车间生产计划的仿真优化技术研究，利用Plantsimulation软件对平面分段车间进行仿真模拟，探讨生产计划的优化方案。
造船是一个繁琐的过程，而生产过程是一个多目标非线性的计划，如果过于依赖于经验和人工的调配的话，将会很难合理分配资源。国家制定了工业化的发展战略，同时还有国内外同行间的竞争压力，这些都逼迫着船厂必须加快工业化改造，使用高新技术对生产进行调整优化，进行信息化建设，提高自身竞争力，使自身能在日益激烈的市场角逐中占据主动的地位。我们通过研究此课题，以船厂里平面分段车间为对象，建立一系列模型，模拟生产的过程。通过分析数据，对平面分段车间生产计划过程进行规划，让我们能准确感受到生产过程中的细节，以便管理者做出比较正确的决策，使船厂提高生产效率，这对于船厂来说具有十分重要的意义。
1.2 国内外仿真优化技术研究现状及存在的问题
社会的飞速发展促进科学技术的进步，而科学技术的进步提高了船舶建造技术水平。目前，船舶制造行业正在进行着多方位的改进，制造工艺的改善，生产管理水平的提高，计算机技术的普及和通讯技术的发展使行业发生着翻天覆地的变化。仿真建模智能化技术已经逐渐走进船厂中，并且势必会成为未来发展的方向。国内外的专家学者都在对这一方面进行探索，研究如何应用先进的制造技术和管理模式，提高船厂的核心竞争力。
1.2.1 国外系统仿真方法研究
和国内的环境相比，国外的相关人士对船舶建造仿真进行了很深入的研究，取得了非常不错的成就，并在研究的基础上开发发布了一些相关的系统产品。比如，韩国的三星重工公司开发了比较具有代表性的数字化造船系统，这个造船系统运用了造船经验和数字化的技术，可以将整个造船过程模拟出来进行分析。此系统还可以与Autocad软件进行有机结合，筛选出生产过程中的最优方案。这个造船系统被认为是传统工业向数字化发展的里程碑，受到了世界造船界的广泛关注，使韩国造船业提高了自身的核心竞争力，在世界市场中占据了十分有利的地形。西门子公司开发的Tecnomatix方案也大大提高了船厂的生产效率。Lee，Jae Kyu等一系列研究者采取含有制约因素的方法对Daewoo这个船厂的装配限制方面和依次进行装配的问题进行了探索和学习，通过特有的流程工艺进行了面向对象建模仿真系统，找到最佳的吊装过程来限制吊装顺序。Park J、Lee J K等人对船厂的分段场地布置进行了规划，利用启发式方法进行计算求解以寻找最佳的分段堆放方式，降低分段储存成本。K.Park对船厂生产过程瓶颈问题分段制造日程计划进行了研究，考虑到每个分段的制造日程和空间布局，提出了部分枚举和分解调度的算法，设计了启发式搜索程序。L.E.Alfeld等利用仿真模型，开发了Ship Build TM软件系统。
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第一章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外仿真优化技术研究现状及存在的问题 1
1.2.1 国外系统仿真方法研究 1
1.2.2 国内系统仿真方法研究 2
1.3 仿真软件及语言的发展状况 3
1.4 造船生产计划现状和发展趋势 3
1.5 主要研究内容 4
1.6 本章小结 4
第二章 平面分段及流水线 5
2.1 平面分段 5
2.2 平面分段流水线 6
2.2.1 平面分段流水线的发展情况和现状 6
2.2.2 平面分段流水线的两大流派 8
2.2.3 平面分段流水线的配置和组成 8
2.2.4平面分段流水线工艺方法 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
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第三章 平面分段流水线仿真建模 13
3.1计算机仿真技术 13
3.2 Plantsimulation仿真软件介绍 13
3.2.1离散系统仿真 14
3.2.2 Plantsimulation软件 14
3.2.3 Plantsimulation软件功能特点 15
3.2.4 Plantsimulation软件典型应用 17
3.2.5Plantsimulation软件模块 17
第四章 基于船舶平面分段车间生产计划的仿真优化实例 19
4.1建立初始模型 19
4.2运行模型结果分析 22
4.3 仿真模型优化研究 22
第五章 结论与展望 28
5.1结论 28
5.2展望 28
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
在社会飞速进步和发展的21世纪，遭遇了金融危机，我国船舶行业直面挑战，顶住了巨大的压力，化挑战为机遇，众志成城，互相帮助，取得的成绩有目共睹。但是，中国的船舶行业在数字化，工业化和信息化等方面与国外之间还存在着不小的差距。我国船厂目前大多是动用了很多人力物力，对于生产过程中的细节没有过多重视。比如，船厂的管理模式落后，生产计划不合理，一旦出现大的变动，将对整个生产进度产生很大的影响，甚至导致误工误期，船舶中间产品在生产期间往往会出现生产等待、产品积压等现象，导致生产线上的许多问题，这对船舶行业未来的发展十分不利。仿真技术的出现给船厂带来了新的发展方向。本课题的主要目的是研究基于船舶平面分段车间生产计划的仿真优化技术研究，利用Plantsimulation软件对平面分段车间进行仿真模拟，探讨生产计划的优化方案。
造船是一个繁琐的过程，而生产过程是一个多目标非线性的计划，如果过于依赖于经验和人工的调配的话，将会很难合理分配资源。国家制定了工业化的发展战略，同时还有国内外同行间的竞争压力，这些都逼迫着船厂必须加快工业化改造，使用高新技术对生产进行调整优化，进行信息化建设，提高自身竞争力，使自身能在日益激烈的市场角逐中占据主动的地位。我们通过研究此课题，以船厂里平面分段车间为对象，建立一系列模型，模拟生产的过程。通过分析数据，对平面分段车间生产计划过程进行规划，让我们能准确感受到生产过程中的细节，以便管理者做出比较正确的决策，使船厂提高生产效率，这对于船厂来说具有十分重要的意义。
1.2 国内外仿真优化技术研究现状及存在的问题
社会的飞速发展促进科学技术的进步，而科学技术的进步提高了船舶建造技术水平。目前，船舶制造行业正在进行着多方位的改进，制造工艺的改善，生产管理水平的提高，计算机技术的普及和通讯技术的发展使行业发生着翻天覆地的变化。仿真建模智能化技术已经逐渐走进船厂中，并且势必会成为未来发展的方向。国内外的专家学者都在对这一方面进行探索，研究如何应用先进的制造技术和管理模式，提高船厂的核心竞争力。
1.2.1 国外系统仿真方法研究
和国内的环境相比，国外的相关人士对船舶建造仿真进行了很深入的研究，取得了非常不错的成就，并在研究的基础上开发发布了一些相关的系统产品。比如，韩国的三星重工公司开发了比较具有代表性的数字化造船系统，这个造船系统运用了造船经验和数字化的技术，可以将整个造船过程模拟出来进行分析。此系统还可以与Autocad软件进行有机结合，筛选出生产过程中的最优方案。这个造船系统被认为是传统工业向数字化发展的里程碑，受到了世界造船界的广泛关注，使韩国造船业提高了自身的核心竞争力，在世界市场中占据了十分有利的地形。西门子公司开发的Tecnomatix方案也大大提高了船厂的生产效率。Lee，Jae Kyu等一系列研究者采取含有制约因素的方法对Daewoo这个船厂的装配限制方面和依次进行装配的问题进行了探索和学习，通过特有的流程工艺进行了面向对象建模仿真系统，找到最佳的吊装过程来限制吊装顺序。Park J、Lee J K等人对船厂的分段场地布置进行了规划，利用启发式方法进行计算求解以寻找最佳的分段堆放方式，降低分段储存成本。K.Park对船厂生产过程瓶颈问题分段制造日程计划进行了研究，考虑到每个分段的制造日程和空间布局，提出了部分枚举和分解调度的算法，设计了启发式搜索程序。L.E.Alfeld等利用仿真模型，开发了Ship Build TM软件系统。
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